Misure su diodi - Dipartimento di Fisica

Laboratorio di Fisica V – A
A.A. 2003/2004
Esercitazione N. 3
Misure su diodi a semiconduttore.
1) Materiale a disposizione
a. Diodo 1N4148 – diodo a bassa potenza
b. Diodo 1N5404 – diodo di potenza
c. Diodo BZX55C – diodo Zener da 5.1 V
2) Familiarizzarsi con i datasheet dei diodi, ed in particolare con gli Absolute Maximum
Ratings, cioe’ i valori da non superare in nessun caso.
3) Identificazione dei terminali del diodo
a. Identificare i terminali del diodo. La banda colorata e’ il catodo, cioe’ la
parte “n” del diodo.
b. Misurare la resistenza dei tre diodi a disposizione nelle due
polarita’ con il tester digitale, tenendo conto che il puntale
rosso e’ il +.
4) Misura della curva caratteristisca del diodo.
a. Montare il circuito in figura e misurare la caratteristica corrente tensione del
diodo, facendo variare la tensione tra circa –10V e 0.7-0.8V. Per ottenere la
migliore risoluzione di misura utilizzare per R1 una resistenza da 1K per le
misure in diretta e da 100K per le misure in inversa. Non dimenticare di
tenere conto della resistenza interna del volmetro e di non superare la massima
potenza dissipabile sulla resistenza che e’ 0.25 W.
V
VRes
+
-
Diodo
1N4148
V VDiodo
+
Alimentatore
-
R1
b. Rappresentare graficamente i dati ottenuti; misurare la tensione di cut-in;
verificare l’andamento esponenziale della corrente in diretta.
5) Costruzione di un rettificatore regolato
a. Montare il circuito in figura ed alimentarlo con una frequenza di circa 100Hz.
Verificare che la forma d’onda in uscita e’ una sinusoide tagliata. Verificare la
tensione di cut-in del diodo. Come varia la tensione in uscita in funzione della
tensione in entrata ?
Oscilloscopio
D1
1N5404
RL
1K
Generatore
b. Aggiungere un condensatore al circuito precedente rispettando la polarita’ del
condensatore stesso. Come cambia la forma d’onda in uscita e perche’ ?
Misurare il ripple (massima variazione della tensione in uscita). Come entra in
gioco il tempo tipico del circuito (RL*C1) nella determinazione del ripple ?
Oscilloscopio
D1
1N5404
Generatore
C1
RL
100uF
1K
c. Aggiungete al circuito un regolatore Zener come segue. Come cambia la
tensione in uscita, e come dipende dall’ampiezza e dall’offset della tensione in
ingresso ? Il valore di R3 e’ importante per limitare la potenza dissipata dal
diodo Zener. Considerando una tensione di ingresso massima di 10V, e la
massima potenza dissipabile dal BZX55C riportata sul datasheet, qual e’ la
minima R3 accettabile ?
D1
R3
1N5404
220
C1
Generatore
100uF
Oscilloscopio
RL
D2
BZX55C 5V1
1K